Riebalų rūgštys.
Didžioji dalis lipidų savo sudėtyje turi riebalinių rūgščių, todėl prieš pradedant nagrinėti lipidų įvairovę reiktų suprasti kas iš tikro yra riebalų rūgštys. Riebalų rūgštys – įvairių lipidų struktūrinis komponentas. Žmogaus organizme daugiausiai paplitusios nešakotos riebalų rūgštys (linijinės, be atšakų), jos turi lyginį anglies atomų skaičių grandinėje. Ši savybės yra susijusi su jų biosintezės ypatumais. Jų sintezės metu, prie riebalų rūgšties paeiliui yra prijungiami kiti fragmentai. Gamtinės kilmės riebalų rūgštyse anglies atomų skaičius paprastai svyruoja nuo 4 iki 24 atomų. Taigi, riebalų rūgščių struktūrinė dalis yra ilgoji anglies atomų grandinė ir viena galinė karboksigrupė. Riebalų rūgštys išskiriamos iš riebalų juos hidrolizuojant.
Trigliceridų sudėtyje riebalų rūgštys atlieka energijos saugojimo funkciją, kadangi jų sudėtyje esanti CH2 – grupė yra turtinga energija. Oksiduojant tokius ryšius energijos išsiskiria daugiau, negu angliavandenių oksidacijos metu, kur anglies atomai jau yra dalinai oksiduoti. Fosfolipidų ir sfingolipidų sudėtyje esančios riebalų rūgštys sudaro membranų vidinį hidrofobinį sluoksnį, kas žinoma lemia jų savybes. Esant normaliai kūno temperatūrai, organizmo riebalai ir fosfolipidai yra skystos konsistencijos, kadangi nesočiųjų riebalinių rūgščių kiekis viršija sočiąsias riebalines rūgštis. Membranų fosfolipiduose nesočiųjų riebalinių rūgščių gali būti iki 80-85 %, o poodinių riebalų sudėtyje – iki 60 %.
Yra žinoma apie 100 gamtinių riebalų rūgščių, kurios retai būna laisvos, paprastai jos yra esterintos. Laisvoje, neesterintoje būsenoje riebalinės rūgštys organizme aptinkamos nedideliais kiekiais, pvz., kraujyje, kur jos transportuojamos kompleksuose su baltymu albuminu.
Kaip jau pastebėjome iš informacijos aukščiau, riebalų rūgštys gali būti sočiosios ir nesočiosios. Jei trumpai kiek pasikartojus, tai žmogaus lipidų riebalų rūgštys yra nešakota angliavandenilinė grandinė, kurios vienam gale yra karboksigrupė, o kitam gale metilgrupė – CH3-grupė (ω – anglies atomas).
Sočiosios riebalinės rūgštys.
Sočiosios riebalinės rūgštys yra riebalų rūgštys, kuriose nėra dvigubųjų ryšių (pvz., viengubo ryšio fragmentas – CH-CH-). Viena pagrindinių sočiųjų riebalinių rūgščių žmogaus organizmo lipiduose yra palmitino (iki 30-35 %).
Riebaluose esančios sočiosios riebalinės rūgštys jiems suteikia standumo, kadangi jų lydymosi temperatūra yra apie 40-50°C. Žinoma ir atvirkščiai, kuo riebaluose bus daugiau nesočiųjų riebalinių rūgščių, tuo jie bus minkštesni. Taigi, esant kambario temperatūrai sotieji riebalai yra kieti, o nesotieji dažniausiai būna skysti. Gyvulinės kilmės produktuose (riebiuose pieno ir mėsos produktuose) sočiųjų riebalinių rūgščių visada bus daugiau nei augalinės kilmės produktuose.
Sočiosios riebalinės rūgštys, kurias žmogus gauna su maistu, yra vienas iš pagrindinių veiksnių, kurios didina cholesterolio koncentraciją kraujo plazmoje. Per didelis cholesterolio kiekis gali būti širdies ir kraujagyslių ligų atsiradimo priežastimi (pvz., aterosklerozė ir kt.).
Maisto produktai, kuriuose yra pakankamai daug sočiųjų riebalų rūgščių: margarinas, gyvūniniai riebalai (tokie kaip sviestas, riebus sūris, gyvuliniai taukai, riebi mėsa ir produktai iš jos, įskaitant vištienos mėsa su odele), greitai paruošiamas maistas, konditerijos gaminiai, šokoladas, hidrinti tropiniai augaliniai riebalai – palmių ir kokosų aliejai ir kt..
Sotieji riebalai, palyginus su nesočiaisiais, yra paprastesnės struktūros, bet labiau kenksmingi sveikatai. Kraujyje sočiosios riebalinės rūgštys sudaro riebalinius junginius, kurie lengvai yra kaupiami riebaliniame audinyje, gali sukelti arterinio spindžio susiaurėjimą, kas žinoma gali sukelti tokius sutrikimus kaip infarktas, insultas ir kt..
Jei žmogus stengiasi atsikratyti viršsvorio, tai sočiųjų riebalų vartojimas nėra tam pagalbininkas. Pirmiausiai dėl to, kad viduje organizmo jie pereis į kietą būseną, o antra tai, kad sotieji riebalai lėtina apykaitos procesus ir taip yra pristabdomas reikiamo sudeginti kalorijų kiekio sunaudojimas. Mitybos racionas, kuriame gausu sočiųjų riebalų, greičiausiai ves prie nutukimo ir širdies bei kraujagyslių sistemos ligų atsiradimo. Sočiųjų riebalų vartojimas neturėtų viršyti 7 % nuo aplamai visų suvartojamų kalorijų kiekio.
Beje, įdomumo dėlei, būtent transriebalai sukelia didesnę riziką koronarinio nepakankamumo, apopleksijos arba antro tipo diabeto atsiradimą, negu natūralūs sotieji riebalai. Žinoma nevisi riebalai yra kenksmingi sveikatai, dažnai jie kenksmingais tampa tik dėl per didelio jų suvartojimo kiekio. Kai kurie riebalai netgi reikalingi sveikatos stiprinimui, o mitybos racione turėtų būti ne mažiau 10-15 % riebalų. Žinoma geriau būtų, kad ta surenkama riebalų dalis atitektų žemiau paminėtoms riebalinėms rūgštims, ypač polinesočiosioms.
Nesočiosios riebalų rūgštys.
Nesočiosios riebalų rūgštys yra riebalų rūgštys, kurių grandinėje yra dvigubieji ryšiai (pvz., -CH=CH-). Tokių dvigubųjų ryšių nesočiosiose riebalų rūgštyse gali būti nuo vieno iki kelių. Gyvūnų lipiduose nesočiųjų rūgščių aptinkama dukart daugiau nei sočiųjų. Nesočiosios riebalinės rūgštys, kurios turi vieną dvigubąjį ryšį, vadinamos mononesočiosiomis (monoeninės), o turinčios du ir daugiau dvigubųjų ryšių – polinesočiosios (polieninės) riebalų rūgštys. Dar yra eikozano rūgštis – 20C polieninės rūgštys. Jei riebalų rūgštyje yra du ir daugiau dvigubųjų ryšių, tai jie yra atskirti CH2 -grupe (pvz., -CH=CH-CH2-CH=CH-).
Užrašant riebalų rūgščių struktūrinę sudėtį ir formules yra naudojami keli būdai. Toks gebėjimas perskaityti riebalinės rūgšties struktūrinį užrašą gali pagelbėti suprasti atskirai kiekvienos riebalinės rūgšties rašytinę sandarą. Kiekvienos riebalinės rūgšties anglies atomų bendras skaičius yra užrašomas iki dvitaškio, o po dvitaškio yra nurodomas dvigubų jungčių kiekis. Dvigubo ryšio padėtis žymima simboliu ∆, po jo yra nurodomas anglies atomo numeris, kuris yra arčiausiai karboksigrupės, prie kurio yra dvigubas ryšys. Pavyzdžiui, užrašas C18:1∆9 reiškia, kad riebalinė rūgštis turi 18 anglies atomų ir vieną dvigubąjį ryšį šalia 9 (arba kitaip sakant tarp 9 ir 10) anglies atomo, čia skaičiuojant nuo karboksigrupės (COOH) anglies atomo.
Dvigubojo ryšio pozicija gali būti pavaizduojama ir kitokiu būdu – pagal pirmojo dvigubojo ryšio išsidėstymą, jau skaičiuojant nuo riebalinės rūgšties galinio metilinio anglies ω-atomo. Pavyzdžiui, linolo rūgštis gali būti vaizduojama kaip C18:2∆9,12 arba C18:2ω-6.
Skirstant pagal pirmojo dvigubojo ryšio pozicija nuo metilinio anglies atomo arba tiesiog skaičiuojant nuo galinio (ω) anglies atomo, polinesočiosios (polieninės) riebalų rūgštys yra skirstomos į ω-3, ω-6 ir ω-9 šeimas. Taip skirstoma todėl, kad šis dvigubasis ryšys dažniausiai būna nutolęs 3, 6 arba 9 anglies atomus nuo grandinės galo, pvz., α-linoleno rūgštis (C18:3∆9,12,15) yra ω-3, linolo (C18:2∆9,12) ir arachidono rūgštis (C20:4∆5,8,11,14) yra ω-6, o oleino rūgštis (C18:1∆9) yra ω-9.
Žmogaus organizme esančių riebalinių rūgščių dvigubieji ryšiai (arba paprasčiau sakant nesočiosios riebalinės rūgštys) turi cis-konfigūraciją. Esant cis– dvigubam ryšiui molekulėje susidaro lūžis (kinkas) ir anglies atomų grandinės išsidėsto netvarkingai. Sočiųjų riebalų rūgščių ir nesočiųjų, turinčių trans-konfigūraciją, anglies atomų grandinės susirenka kompaktiškai ir sudaro tvarkingas ištemptas struktūras. Taigi, tai reiškia, kad dvigubojo ryšio cis-konfigūracija daro riebalų rūgšties grandinę išlenktą, kas membranų fosfolipiduose sutrikdo tvarkingą riebalinių rūgščių sočiųjų radikalų išsidėstymą ir sumažina lydymosi temperatūrą. Kuo daugiau dvigubųjų ryšių lipidų riebalų rūgštyse, tuo žemesnė jų lydymosi temperatūra.
Riebalų rūgštys turinčios dvigubąjį ryšį su trans-konfigūracija į žmogaus organizmą dažniausiai patenka su maistu, pvz., margarino sudėtyje. Šiose rūgštyse nėra linkio, būdingo cis– ryšiams, todėl riebalai, kuriuose yra tokių nesočiųjų rūgčių, turi daug aukštesnę lydymosi temperatūrą, t. y. jų konsistencija daug kietesnė.
Riebalų rūgštys blogai tirpsta vandenyje, kadangi jų ilgosios anglies atomų grandinės suteikia molekulei hidrofobinių savybių. Dėl tos priežasties junginiai, kurie turi riebalinių rūgščių, sunkiai tirpsta vandenyje. Riebalų rūgštys žinduolių kraujyje yra pernešamos susijungusios su kraujo serumo baltymais.
Jei kalbėti apie pačių riebalinių rūgščių ir junginių, su riebalinėmis rūgštimis, lydymosi temperatūrą, tai šis rodiklis priklauso nuo anglies atomų skaičiaus ir nuo sotumo. Pavyzdžiui, sočiosios riebalų rūgštys (C12:0 – C24:0) kambario temperatūroje būna vaško konsistencijos, o nesočiosios riebalų rūgštys (su tokiu pat anglies atomų skaičiumi) būna skystos.
Dauguma riebalinių rūgščių yra sintetinami žmogaus organizme, bet polinesočiosios rūgštys (linolo ir α-linoleno rūgštis) nėra sintetinamos ir turi būti gaunamos su maistu. Tokios riebalų rūgštys vadinamos nepakeičiamosiomis (būtinosiomis). Pagrindiniai polinesočiųjų riebalinių rūgščių šaltiniai žmogui yra augaliniai aliejai, žuvų taukai ir pačios žuvys (lašišos, silkės, skumbrės), kurios gyvena šaltuose ir giliuose vandenyse.
Kalbant bendrai, tai gamtiniai riebalai dažnai būna sudaryti iš mišrių riebalinių rūgščių (sočiųjų ir nesočiųjų). Sočiosios riebalinės rūgštys paprastai vyrauja gyvulinės kilmės riebaluose, o augalinių aliejų sudėtyje daugiau nesočiųjų riebalų rūgščių. Vieno organizmo organuose (pvz., žmogaus) gali būti skirtingos riebalų rūgštys. Žmogaus organizme dažniausiai sutinkamos tokios sočiosios riebalų rūgštys kaip palmitino ir stearino, o iš nesočiųjų daugiausia yra oleino, linolo, linoleno ir arachidono rūgščių.
Trumpai nusakėme riebalinių rūgščių pagrindines struktūras ir kai kurias savybes, reiktų paminėti ir jų paplitimą organizmuose bei jų svarbą.
Mononesočiosios riebalų rūgštys.
Kaip jau žinome, mononesočiosios riebalinės rūgštys turi vieną dvigubąjį ryšį, tai jau kiek sudėtingesnės riebalinės rūgštys už sočiąsias riebalines rūgštis. Jų savybės ir poveikis yra daug palankesnis mūsų organizmui jau vien dėl to, kad tokios riebalinės rūgštys nedidina cholesterolio koncentracijos kraujo plazmoje ir taip didėja tikimybė mažiau susilaukti problemų su iš to sekančiomis ligomis ar sutrikimais, viršsvorio didėjimu ir nutukimu. Mononesočiųjų riebalinių rūgščių yra alyvuogių bei rapsų aliejuose.
Polinesočiosios riebalinės rūgštys.
Šių riebalinių rūgščių struktūroje yra daugiau nei vienas dvigubasis ryšys, gali būti keletas. Polinesočiosios riebalų rūgštys pakankamai sudėtingos, bet nepatvarios. Šios riebalinės rūgštys nėra sintetinamos organizme, todėl turi būti gaunamos su maistu ir dėl to tampa nepakeičiamosiomis. Esant tokioms aplinkybėms, polinesočiosios riebalų rūgštys atsistoja į vieną eilę su nepakeičiamaisiais mitybos elementais, tokiais kaip aminorūgštys ir vitaminai.
Polinesočiosios riebalų rūgštys paprastai suskirstomos į omega- šeimas: omega-3, omega-6, omega-9. Tai priklauso nuo riebalinių rūgščių dvigubųjų ryšių padėties grandinėje (žr. aukščiau jau paminėtas ω-3, ω-6 ir ω-9 šeimas). Žmogui nepakeičiamosios riebalų rūgštys pagrinde yra linolo (omega-6) ir linoleno (omega-3). Linolo ir linoleno rūgšties yra augaluose. Gyvūnai jas gauna tik su maistu.
Nepakeičiamųjų riebalinių rūgščių biologinis aktyvumas skirtingas, o labiausiai aktyvi yra arachidono rūgštis, jos aktyvumas 2-3 kartus aukštesnis už jau paminėtų linolo ir linoleno. Arachidono rūgštis yra svarbi gyvūnų fosfolipidų sudedamoji dalis. Linolo ir linoleno riebalų rūgštys yra eikozano rūgščių pirmtakai, o eikozano rūgštys (tame tarpe arachidono rūgštis) yra naudojamos prostaglandinų, tromboksanų, leukotrienų ir kt. (t. y. eikozanoidų) sintezei.
Arachidono rūgšties maisto produktuose yra mažai, bet ji gali organizme susidaryti iš linolo rūgšties, tam reikia vitamino B6 ir tokoferolio. Linoleno rūgštis mažai aktyvi, bet ji sustiprina linolo rūgšties biologinį aktyvumą. Galima paminėti ir dar vieną organizmo apykaitos procesuose dalyvaujančią riebalinę rūgštį, tai oleino rūgštis (omega-9). Ji yra viena iš pagrindinių monoeninių augalų ir gyvūnų rūgščių. Biosintezės metu iš oleino rūgšties yra gaminama linolo rūgštis, o iš jos gaunama linoleno riebalų rūgštis.
Kalbant apie polinesočiųjų nepakeičiamųjų riebalinių rūgščių svarbą organizmui reikia paminėti tai, kad jų dalyvavimas (ypač ω-3 šeimos atstovų) pirmtako vaidmenyje (sintezei reikalinga pirmoji medžiaga) arba kaip būtina medžiaga reakcijoms, kai atsiranda įvairūs fiziologiškai aktyvūs eikozanoidų klasių junginiai, tampa pakankamai svarbus pagalbininkas eilei sergančių vaikų ir suaugusių, jų ligos profilaktikoje ir kompleksinėje terapijoje.
Padeda mažinti cholesterolio koncentraciją (tame tarpe ir didinant didelio tankio lipoproteinų lygį);
mažina trigliceridų koncentraciją kraujyje;
mažinant trombocitų agregaciją ir kraujo krešumą mažėja trombozių rizika;
turi priešuždegiminį poveikį;
reikalingos vaisiaus ir vaikų augimui;
reikalingos geram regėjimui ir sveikai odai;
padeda normalizuoti kraujospūdį;
reikalingos apykaitos procesams, įeina į ląstelių membranų sudėtį, užtikrina jų lankstumą, reikalingą pralaidumą ir kt.
Polinesočiosios riebalinės rūgštys, esančios kai kuriuose dietiniuose papilduose, taipogi maisto produktuose, turi įtakos reguliuojant ir palaikant optimaliame lygyje imuninę ir širdies-kraujagyslių sistemas bei organizmo antioksidantinę homeostazę;
padeda mažinti chroninį nuovargį, alergijas, depresiją, nerimą, nemigą, dėmesio sutrikimus ir/arba hiperaktyvumą;
padeda arterinės hipertenzijos ir aterosklerozės profilaktikoje;
pakelia potenciją.
Omega-3 šeimos polinesočiosios riebalinės rūgštys yra reikalingos esant centrinės nervų sistemos funkciniams sutrikimams, kurių metu atsiranda psichinės energijos ir intelektualinių funkcijų mažėjimas, chroninio nuovargio būsena;
reabilitacijose po aštrių smegenų kraujotakos sutrikimų;
lūžus kaulams.
Sporto praktikoje šios riebalų rūgštys naudojamos visuose pasiruošimo etapuose: persitreniravimo būsenos ir disbakteriozės profilaktikai, kurios gali atsirasti neracionalios ir nereguliarios mitybos bei neadekvataus vaistų naudojimo pasekmėje, stiprinant raumenų ir kaulų sistemas, kurios patiria didelius krūvius.
Pagrindiniai polinesočiųjų riebalinių rūgščių omega-6 šaltiniai pagrinde yra įvairūs augaliniai aliejai, pvz., linolo riebalinių rūgščių yra saulėgrąžų, kukurūzų ar sojų aliejuose, o omega-3 (linoleno riebalinių rūgščių) dideliais kiekiais yra aptinkami riebiose žuvyse (skumbrė, silkė, lašiša, tunas), jūros produktuose, kiaušinio trynyje, aliejuose (sėmenų, rapsų, linų, sojų).
Su maistu nereikėtų riebalų gauti daugiau nei 30 % nuo bendro kalorijų kiekio (iš jų sočiosioms riebalinėms rūgštims tenka iki 10 %). Svarbus yra ne tik gaunamas kiekis, bet ir santykis. Polinesočiųjų riebalinių rūgščių rekomenduojamas kiekis yra ne mažiau 8 % kalorijų, o santykis ω-6/ω-3 4:1-6:1 ribose. Polinesočiosios rūgštys dalyvauja riebalų peroksidacijos procesuose, todėl jas rekomenduojama vartoti kartu su antioksidantais.
Svarbesnės gamtinės riebalų rūgštys:
| Nesisteminis riebalinių rūgščių pavadinimas | Sisteminis riebalinių rūgščių pavadinimas | Žymėjimas Cn:m, ∆ | Lydymosi temperatūra | Struktūrinė riebalinių rūgščių formulė |
|---|---|---|---|---|
| Sočiosios r.r. | ||||
| Sviesto r. | Butano r | C4:0 | -8 | CH3-(CH2)2-COOH |
| Lauro r. | Dodekano r. | C12:0 | 44,2 | CH3-(CH2)10-COOH |
| Miristino r. | Tetradekano r. | C14:0 | 53,9 | CH3-(CH2)12-COOH |
| Palmitino r. | Heksadekano r. | C16:0 | 63,1 | CH3-(CH2)14-COOH |
| Stearino r. | Oktadekano r. | C18:0 | 69,6 | CH3-(CH2)16-COOH |
| Arachido r. | Eikozano r. | C20:0 | 76,5 | CH3-(CH2)18-COOH |
| Beheno r. | Dokozano r. | C22:0 | 80,2 | CH3-(CH2)20-COOH |
| Lignocero r. | Tetrakozano r. | C24:0 | 86,0 | CH3-(CH2)22-COOH |
| Mononesočiosios r.r. | ||||
| Krotono r. | 2-buteno r. | C4:1∆2(t) | 72,0 | CH3-CH=CH-COOH |
| Palmitoleino r. | 9-heksadeceno r. | C16:1∆9(c) | -0,5 | CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH |
| Oleino r. | 9-oktadeceno | C18:1∆9(c) | 13,4 | CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH |
| Vakceno r. | 11-oktadeceno r. | C18:1∆11(c) | 14,0 | CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)9-COOH |
| Nervono r. | 15-tetrakozeno r. | C24:1∆15(c) | 41 | CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)13-COOH |
| Polinesočiosios r.r. | ||||
| Linolo r.* | 9,12-oktadekadieno r. | C18:2∆9,12(c)ω6 | -5,0 | CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH |
| α-linoleno r.* | 9,12,15-oktadekatrieno r. | C18:3∆9,12,15 (c)ω3 | -11 | CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH |
| Arachidono r.** | 5,8,11,14-dokozo-tetraeno r. | C20:4∆5,8,11,14 (c)ω6 | -49,5 | CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)3-COOH |
| Riebalinės rūgšties pavadinimas | Cn:m | Sudėtis (%) |
|---|---|---|
| Miristino r. | C14:0 | 2-4 |
| Palmitino r. | C16:0 | 23-30 |
| Palmitoleino r. | C16:1 | 3-5 |
| Stearino r. | C18:0 | 8-12 |
| Oleino r. | C18:1 | 20-25 |
| Linolo r. | C18:2 | 10-15 |
| Linoleno r. | C18:3 | <2 |
| Eikozatrieno r. | C20:3 | <1 |
| Arachidono r. | C20:4 | <2 |
| Eikozapentaeno r. | C20:5 | <1 |
| Bendras kiekis: sočiosios r.r. nesočiosios r.r. | 33-38 42-58 |
Lentelė žemiau. Kai kurių maistinių riebalų riebalinių rūgščių sudėtis ir lydymosi temperatūra. Žuvų taukuose, be jau nurodytų riebalinių rūgščių, yra ir 22:5 dokozapentaeno rūgštis (klupanodono rūgštis) – iki 10 % ir 22:6 dokozaheksaeno rūgštis – iki 10 %, jos yra reikalingos žmogaus nervų sistemos fosfolipidų struktūrų formavimuisi. Kituose gamtiniuose riebalų tipuose jų praktiškai nėra. Riebalinės rūgštys, kurių anglies atomų skaičius yra nuo 4 iki 10, pagrinde yra aptinkamos pieno lipiduose. Paaiškinimai: aptk. – rūgštys, kurios aptinkamos itin mažais kiekiais.
